用于弱磁性材料的感应加热电源研究

发布时间：2021-05-10 13:11

　　感应加热是基于电磁感应定律,将电能转化为热能的加热方式。相对传统的煤、石油等加热方式,感应加热具有加热速度快、效率高、易于控制、节能环保等一系列优点,故广泛应用于各个领域。感应加热主要通过工件中的感应涡流产生焦耳热来实现加热效果,但对于铝、铜等弱磁性材料的工件,由于其磁导率非常低,不易感生出涡流,故需感应加热电源有较高频率的输出以增大涡流的产生。电源工作频率的提高会增大开关损耗,降低电路效率,另外,感应加热电源需实现良好的负载匹配,而采用高频变压器进行匹配,会增大电源体积且高频变压器设计较困难。双E类逆变器电路结构简单,且其利用软开关在高频时也可保持较高的效率,适用于高频场合,故本文所设计的电源采用了双E类逆变器。本文在详细分析双E类逆变器工作原理及LLC谐振电路特性的基础上,将三阶LLC谐振电路应用于双E类逆变器。研究了基于LLC谐振电路的双E类逆变器的电路特性及参数设计方法;另外,推导了该逆变器在任意工作状态时电路特征参量与负载间的关系,研究了该逆变器在负载变化时的电路特性。通过理论研究得出:LLC谐振电路可将较大的负载变化等效变换到较小的范围内,减小双E类逆变器对负载变化的敏感程... 

【文章来源】：西安理工大学陕西省

【文章页数】：51 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
    1.1 感应加热基本知识
        1.1.1 感应加热基本原理
        1.1.2 感应加热的特点和用途
    1.2 弱磁性材料加热特点
    1.3 高频感应加热电源研究现状
    1.4 论文选题意义及主要研究内容
2 双E类逆变器的研究
    2.1 电路拓扑结构及工作原理
    2.2 软开关工作状态分析
    2.3 最佳状态各参量关系分析
    2.4 本章小结
3 基于LLC的双E类逆变器研究
    3.1 LLC谐振电路特性分析
        3.1.1 阻抗特性分析
        3.1.2 电流变换特性分析
        3.1.3 负载功率分析
    3.2 参数设计方法
    3.3 负载变化时电路特性分析
        3.3.1 电路特征参量与负载间关系
        3.3.2 电路对负载电感变化的敏感度分析
        3.3.3 负载电阻变化时电路特性分析
    3.4 仿真及分析
        3.4.1 基于ANSYS的感应加热仿真
        3.4.2 电路仿真及分析
    3.5 本章小结
4 感应加热电源硬件设计
    4.1 电源主电路整体结构
    4.2 主电路参数设计及器件选型
        4.2.1 整流环节参数设计
        4.2.2 BUCK电路参数设计
        4.2.3 逆变器参数设计
    4.3 驱动电路
    4.4 本章小结
5 实验结果与分析
    5.1 逆变器输出波形
    5.2 开关状态波形
        5.2.1 最佳状态时开关波形
        5.2.2 负载电阻变化时开关波形
    5.3 电路效率分析
    5.4 本章小结
6 全文总结与展望
致谢
参考文献


【参考文献】：
期刊论文
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[2]高效E类功率放大电路的建模与优化[J]. 邵琪,刘浩,方学林,李洪谊.  电力电子技术. 2016(02)
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博士论文
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硕士论文
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本文编号：3179423